基于Mind+的項目式教學方法研究
——以“《黑白跑酷》編程作品”設計與開發為例

朱 斌

信息技術對社會的重要性不斷提高，影響著生活的方方面面，新修訂的《義務教育課程方案和課程標準》(2022版)也強調了在義務教育的過程中要加強“科學性，遵循學生認知規律，注重與學生生活、社會實際的聯系”。在新的教育理念以及信息技術不斷凸顯其重要程度的背景下，開展信息技術的相關教育已經箭在弦上，不得不發。“Mind+”是一款專門應用于青少年編程教育的可視化編程軟件，本研究將采用“Mind+”進行項目式教學研究，為編程教育的項目式教學提供經驗指導。

一、 核心概念解釋

(一)項目式教學

項目式教學是一種以學生為中心的教學方式。師生選擇項目主題，學生分配任務，小組對自己的課題進行探究性學習。學生自主地完成信息收集、調查研究、知識獲取、方案探討等過程，最終解決問題。項目式教學的突出特點在于“探究”和“合作”，學生并不是直接獲得知識，而是通過同學合作、自主探究得到知識，這種學習方式使學生獲得成就感，并積極主動去學習，構建自己的知識體系。

(二)Mind+編程技術

常見的編程軟件一般是C++或是Python，這些編程軟件功能齊全，但門檻較高，初學者使用困難。Mind+則是一款沒有專業門檻的編程軟件，適合青少年學習使用。Mind+的編程語言是一個個的圖形化的積木，學生只需要將積木按照清晰的邏輯語言組合在一起就可以實現編程，Mind+模塊資源豐富，有由淺及深的學習過程，適合青少年使用。

二、 項目教學設計

本研究以《黑白跑酷》為例進行項目式教學設計，以檢驗學生的綜合能力成長情況。

(一)了解編程

教師要在課前對教材內容及課程內容進行解讀，明確教學目標，并講解Mind+中常見的操作，通過深入淺出的講解，讓學生對Mind+軟件的陌生感消失，并引導學生產生想實際操作Mind+的興趣。教師需要靈活準備PPT和相關的應用資料，隨時方便共享。

(二)確定項目主題

項目式教學的項目主題應當是師生共選，這樣才能兼顧可行性和趣味性。教師首先讓學生自由思考，舉例經典的休閑類游戲類型項目，學生的回答有下樓一百層、倉鼠球、大魚吃小魚、水果忍者、神廟逃亡等，教師進一步引申，鼓勵學生自己創造游戲，以跑酷為主題激勵學生思考實現方式。《黑白跑酷》項目的選擇考慮到了市面上的跑酷游戲畫面設計煩瑣，只是場景換皮，游戲方式卻千篇一律，缺乏特色。

確認項目后進一步確認主題，教師問跑酷的主人公應該是怎樣的，每個孩子都有不同的答案，突出的是各自的興趣愛好，比如男孩子多回答游戲角色，女孩子多回答電視中的角色等，教師再限定范圍，說明選定了角色，就需要有配套的場景，場景要越簡單越好，因此角色也要越簡單越好，最后經過層層討論，確定了方塊人的角色方案，應用極簡化的場景設計和游戲邏輯設計。項目邏輯簡單卻風格突出，可操作性強，設計簡單方便。

在主題確認的過程中，學生明白了游戲設計中的統一性，即主題、角色、場景等的設計都是聯系在一起的，每一步都需要慎重考慮，不能因為一個環節影響到其他環節。在進行后續設計時時常會有學生質疑“會不會和其他內容不搭配”，可見學生通過自我探究認識到了設計統一的重要性。

(三)分析項目邏輯

教師需要引導學生合理分析項目的邏輯，包括角色分析、功能分析、功能實現分析等。

1. 角色分析

在《黑白跑酷》中會出現的單位除了玩家操縱的黑色方塊外，還會出現什么單位？教師先讓各組同學進行討論，再選一組討論較深入的學生發言，其他小組補充，教師同時可以給予同類型游戲的提示等。有些學生主張從形狀上加以區分，有些學生主張從顏色上加以區分，最后進行深入探究后發現，如果以形狀進行區分，就會導致不論什么陷阱、機關都是一種形狀，大大降低了難度和操作性，所以最后確定《黑白跑酷》中存在黑色、白色、淺藍色、深藍色、紅色等五種顏色，對應五種不同的效果，通過簡單顏色區分的方式凸顯極簡主義的風格。

2. 功能分析

參照同類型的游戲，跑酷游戲中常見的單位功能包括位移、死亡、傷害等，學生探究中還提到了變大變小、變色、變透明、加命等設定，經過商議后認為與主題關系不大，最終確定《黑白跑酷》中與黑色相反的白色為死亡，淺藍色和深藍色分別代表向上位移和向下位移兩種位移方式，紅色為傷害性機關。

3. 功能實現分析

在功能實現環節要對各個模塊與場景之間的邏輯關系進行深入探討，通過各功能之間的銜接實現游戲，學生要從整體上把握項目的實施邏輯和流程，注意到具體場景中應關注的現實細節，從而引導學生將知識體系融入數字邏輯之中。

通過對游戲邏輯的設計，學生對“單位”“功能”“邏輯”“效果”“條件”“結果”等邏輯詞語有了更深層次的理解，在隨機問答中學生基本能給出符合一般認知的回答，說明學生已經通過探究有了基礎的邏輯思維。

(四)編寫運行算法

Mind+的編程方法雖然是積木式，學生只需要拼接即可完成編程，但編程所講究的邏輯性卻不能忽視。教師需要教會學生畫邏輯流程圖，并檢查邏輯的嚴謹性。例如主角單位的運動邏輯設置如圖1所示：

圖1 部分黑塊運動邏輯

通過更換皮膚模型實現下蹲運動，通過坐標軸增減來實現X軸方向位移。教師讓每個學生都按照自身的流程圖在Mind+上進行演示，學生發現有些流程無法實現，便自己探究更改，有些學生則發現流程雖然實現，但結果與預期不符，教師解釋原因，然后讓學生繼續更改，通過鼓勵學生自主探究的方式，最終學生能夠明白基礎的邏輯轉化為方塊編程的過程。這些雖然是實際編程中常見的策略，但學生能夠實現這種操作，足可見其已經掌握了基礎的編程邏輯。

(五)合作方案實施

項目合作方案實施有準備、實施、驗證等環節。

首先要進行項目分組準備，《黑白跑酷》項目涉及多個單位、多組功能、多個場景，經過項目整合之后確定該項目需要進行的任務包括單位邏輯設計、場景設計、場景切換邏輯設計、音效準備、皮膚設計，由于場景設計的場景較多，分為兩個小組進行，分別負責前半段和后半段，最終確定分為六個小組合作完成項目。

其次進行項目實施，在方案實施過程中各小組需要先單獨工作，如了解基本的編程方法，進行編程嘗試，搜集本小組的資源等，接著小組要合作開展任務，以注意銜接，如負責音效的小組需要先確定整體音效風格，然后與其他小組溝通，了解他們所做的角色形象與場景情況后進行音效制作。

最后是驗證，各組互相驗證檢驗項目的完成度，確定最終成品的運行效果，發現項目中不足、編程忽視的問題，在教師指導下，各組學生二次合作，最終完成整個項目。許多學生還提出了一些更豐富的游戲邏輯，如增加鼓風機方塊、渡船方塊等的設計，還編寫了配套的邏輯流程，但因項目時間有限，最終沒能加入，表明學生的思維盒子已經打開，實現了將現實世界的靈感引入編程。

三、 實踐效果展示

最終完成了《黑白跑酷》的編程作品設計，通過操縱主角黑塊單元的運動實現跑酷過程，黑塊的部分運動邏輯如圖2所示。

圖2 黑塊運動邏輯

《黑白跑酷》中設計了總共48個場景，場景由不同的藍色、白色和紅色搭配方案實現關卡變換，如圖3背景采用淺藍色向上位移的方塊和白色死亡的方塊結合組成，黑塊需要小心地遠離藍色方塊才能通關。

圖3 背景

編程學習之后對班級成員進行編程知識的基礎問答并進行流程圖的繪制測試，結果表明班級80%以上的成員都能夠完成這些訓練，說明項目式教學取得了一定的效果，但教學花費的整體時間較長、部分學生仍然知識掌握不足的問題同樣存在。

四、 教學啟示

《黑白跑酷》項目是一個日常輕松的游戲項目，與學生生活中常玩的如神廟逃亡、森林冰火人等經典游戲有一定的相通之處，但又有自己獨特的風格，因此當學生能夠親自參與到游戲的設計中，體會到設計游戲的真實感時，普遍產生了較為濃厚的興趣，在項目式教學的過程中都充滿熱情，能夠主動探究知識，這驗證了此次教學活動的成功。教學中也得出了如下啟示：

第一，興趣始終是教學的先導，信息知識從理論上講離生活很遠，但在實踐上又與我們的日常生活息息相關，因此在教學中要從學生的生活入手，這樣才能使他們對信息技術產生興趣，為學生埋下求知的種子。

第二，講究“知其所以然”的教學方法，信息技術講究邏輯，講究運用規則，學生不能僅僅理解單元需要怎樣運動，還要理解運動的具體實現邏輯，當學生可以做到“知其所以然”，他就可以理解一類的現象。

第三，達到從探索到創新的目的，編程處在一個未能全知的領域，存在許多創新的空間，教師應該鼓勵學生積極地創新解決問題，使學生思維模式得到內化提升。